JP4556310B2 - Method for producing aluminate phosphor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネル(以下「PDP」という)などの発光タイプの各種ディスプレイおよび希ガスランプなどの真空紫外線励起発光素子に好適に用いられるアルミン酸塩蛍光体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、希ガス放電により放射される真空紫外線によって蛍光体を励起して発光させる機構を有する真空紫外線励起発光素子の開発が盛んに行われている。その代表例がPDPの開発である。PDPは、陰極線管(CRT)やカラー液晶ディスプレイでは実現困難な画面の大型化が可能なフラットパネルディスプレイであり、公共スペースにおける表示用や大画面のテレビ用として期待されている。PDPは多数の微小放電空間(以下「表示セル」と略すことがある)をマトリックス状に配置して構成された表示素子である。各表示セル内には放電電極が設けられ、各表示セルの内壁には蛍光体が塗布されている。各表示セル内の空間にはHe−Xe、Ne−Xe、Ar等の希ガスが封入されており、放電電極に電圧を印加することにより希ガス中で放電が起こり、真空紫外線が放射される。この真空紫外線により蛍光体が励起され、可視光を発する。発光する表示セルの位置を指定することにより画像が表示される。光の三原色である青、緑、赤にそれぞれ発光する蛍光体を使用することにより、フルカラーの表示を行うことができる。
【0003】
PDP以外の真空紫外線励起発光素子として希ガスランプがある。希ガスランプは、希ガス中の放電により真空紫外線を発生し、蛍光体により真空紫外線を可視光に変換する機構により発光するランプである。希ガスランプは水銀を使用しないので、環境問題の観点から注目されている。
【0004】
希ガス中の放電により放射される真空紫外線等によって励起されるアルミン酸塩蛍光体は既に提案されている。青色発光蛍光体としては、組成式x1M1O・y1MgO・z1Al2O3で示される複合酸化物を基体とし、付活剤としてEuを含有する化合物が提案されており、代表的なものとして、M1がBaである化合物(BaMgAl10O17:Eu、BaMgAl14O23:Eu等)を挙げることができる。緑色発光蛍光体としては、組成式x1M1O・y1MgO・z1Al2O3で示される複合酸化物を基体とし、付活剤としてMnを含有する化合物が提案されており、代表的なものとして、M1がBaである化合物(BaAl12O19:Mn、BaMgAl14O23:Mn等)を挙げることができる。
【0005】
アルミン酸塩蛍光体は一般的に、目的とするアルミン酸塩蛍光体を構成する金属元素を含む化合物を、目的のアルミン酸塩蛍光体が生成するよう所定の割合で混合し、還元性を有する雰囲気中で焼成することにより得ることができる。例えば、組成式Ba0.9Eu0.1MgAl10O17で表されるアルミン酸塩蛍光体は、バリウム化合物、ユーロピウム化合物、マグネシウム化合物、アルミニウム化合物をBa:Eu:Mg:Al=0.9:0.1:1:10となるような割合で混合し、生成した混合物を水素を含む雰囲気すなわち還元性を有する雰囲気中で焼成することにより製造することができる。
【0006】
これらの蛍光体を用いてPDP等の表示セルを作製する際、高い発光輝度が要求される。従来のPDP等の表示セルに用いられる蛍光体は、一次粒子径が2〜5μm程度であり、表示セルの背面板側すなわち表示セルの側面および低面に塗布されている。最近になって、PDPの発光輝度をさらに高くするために、蛍光体粒子をPDP内の表示セルの側面および底面だけでなく、前面板側すなわち表示セルの上面にも塗布することが求められてきており、これらの要求を満たすのに好適な粒径を持ち、高い発光輝度を有する蛍光体粒子が求められている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、PDP等の発光タイプの各種ディスプレイおよび希ガスランプなどの真空紫外線励起発光素子に好適な粒径を有し、発光輝度が高いアルミン酸塩蛍光体およびその製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、かかる状況下、鋭意研究を重ねた結果、一定の範囲の平均一次粒径を有するα−アルミナを原料として用いて製造したアルミン酸塩蛍光体は、発光輝度が高いので、PDP等の発光タイプの各種ディスプレイおよび希ガスランプなどの真空紫外線励起発光素子に用いられる蛍光体として好適であり、また平均一次粒子径が小さく、かつ粗粒の少ないアルミン酸塩蛍光体は発光輝度が高く、さらに特にPDPの前面板に蛍光体層を付着させる場合等の、付着性が良好で可視光を透過することが要求される用途に、極めて好適であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
すなわち本発明は、平均一次粒子径が0.05μm以上0.3μm未満のα−アルミナ粉末を原料として用いるアルミン酸塩蛍光体(蓄光材用アルミン酸塩蛍光体を除く)の製造方法を提供する。また本発明は、アルミン酸塩蛍光体が、組成式x1M1O・y1MgO・z1Al2O3(M1がBa、SrおよびCaからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属元素であり、0.5≦x1≦4.5、0≦y1≦4、0.5≦z1≦20)で示される複合酸化物を基体とし、Euおよび/またはMnを付活剤として含有する上記のアルミン酸塩蛍光体の製造方法を提供する。また本発明は、アルミン酸塩蛍光体が、組成式x2CeO1.5・y2M2O・z2Al2O3(M2がMgおよび/またはMnであり、0.9≦x2≦1.1、0.9≦y2≦1.1、z2が5.5)で示される複合酸化物を基体としてTbおよび/またはMnを付活剤として含有する上記のアルミン酸塩蛍光体の製造方法を提供する。また本発明は、一次粒子径が0.05μm以上0.3μm以下の粒子が80質量%以上含まれるアルミン酸塩蛍光体を提供する。また本発明は、上記蛍光体を使用する真空紫外線励起発光素子を提供する。さらに本発明は、一次粒子径が0.05μm以上0.3μm以下の粒子が80質量%以上含まれ、可視光を透過するアルミン酸塩蛍光体を提供する。
なお、平均一次粒子径とは走査型電子顕微鏡により撮影された写真から求めた粒子径の数平均値である。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に本発明について詳しく説明する。
本発明のアルミン酸塩蛍光体は蓄光材用を除いたアルミン酸塩蛍光体である。
本発明のアルミン酸塩蛍光体の製造方法において、原料のα−アルミナ粉末の平均一次粒子径の範囲は、0.05μm以上0.3μm未満であり、好ましくは0.07μm以上0.28μmであり、さらに好ましくは0.1μm以上0.25μm以下である。原料のα−アルミナ粉末の平均一次粒子径が0.05μm未満であるとアルミン酸塩蛍光体の合成が困難であり、0.3μm以上であると、光の透過率が低下するので、特にPDPの前面板に蛍光体層を付着させる場合等の用途に適当でなくなる。
【0011】
アルミン酸塩蛍光体の発光輝度を高めるためには、用いる原料のα−アルミナ粉末のアルミナ純度は99.9質量%以上が好ましい。
【0012】
本発明におけるアルミン酸塩蛍光体として、組成式x1M1O・y1MgO・z1Al2O3(M1はBa、SrおよびCaからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属元素)により示される複合酸化物を基体とし、Euおよび/またはMnを付活剤として含有する蛍光体を挙げることができ、この場合0.5≦x1≦4.5、0≦y1≦4、0.5≦z1≦20であることが好ましい。
【0013】
本発明におけるアルミン酸塩蛍光体として、組成式x11(Ba,Sr)O・y11MgO・z11Al2O3で示される複合酸化物を基体としてEuおよび/またはMnを付活剤として含有する蛍光体を挙げることができ、この場合0.9≦x11≦1.7、1.5≦y11≦2.1、z11が8であることが好ましい。この場合Euの含有量は0.01x11以上0.2x11以下、Mnの含有量は0.15Y11以下の範囲であることが好ましい。
【0014】
本発明におけるアルミン酸塩蛍光体として、組成式x12(Ba,Ca)O・z12Al2O3で示される複合酸化物を基体とし、Euおよび/またはMnを付活剤として含有する蛍光体を挙げることができ、この場合1.0≦x12≦1.5、z12が6であることが好ましい。この場合Euの含有量は0.01x12以上0.15x12以下、Mnの含有量は0.20x12以下の範囲であることが好ましい。
【0015】
本発明におけるアルミン酸塩蛍光体としては、組成式x13SrO・z13Al2O3で示される複合酸化物を基体とし、Euおよび/またはMnを付活剤として含有する蛍光体を挙げることができ、この場合x13が3.9≦x13≦4.1、z13が7であることが好ましい。この場合Euの含有量は0.02x13以上0.06x13以下、Mnの含有量は0.1x13以下の範囲であることが好ましい。
【0016】
本発明におけるアルミン酸塩蛍光体として、組成式x2CeO1.5・y2M2O・z2Al2O3(M2はMgおよび/またはMn)で示される複合酸化物を基体とし、Tbおよび/またはMnを付活剤として含有する化合物を挙げることができ、この場合0.9≦x2≦1.1、0.9≦y2≦1.1、z2が5.5であることが好ましい。この場合Tbの含有量は0.3x2以上0.5x2以下、Mnの含有量は0.15y2以下の範囲であることが好ましい。
【0017】
アルミン酸塩の原料となるBa、Sr、Ca、Mg、Ceの化合物粉末としては、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、ハロゲン化物、シュウ酸塩など高温で分解し酸化物になりうる化合物かあるいは酸化物が使用できる。
【0018】
付活剤であるEu、Mn、Tbの原料としては、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、ハロゲン化物、シュウ酸塩など高温で分解し酸化物になりうる化合物かあるいは酸化物が使用できる。
【0019】
本発明の方法において原料の混合方法としては、通常工業的に使用されている、例えば、ボールミル、V型混合機、または攪拌装置等の方法を用いることができる。
【0020】
本発明の方法において、混合した原料を、900℃から1600℃の温度範囲にて0.5〜50時間焼成することによりアルミン酸塩蛍光体を得ることができる。原料として水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、ハロゲン化物、シュウ酸塩など高温で分解し酸化物になりうるものを使用した場合、本焼成の前に、600℃から800℃の温度範囲にて仮焼することも可能である。。焼成においては例えば、原料をアルミナボートに充填し、所定のガス雰囲気中で所定の温度で焼成することができる。また必要に応じて、原料に酸化ホウ素、フッ化アルミニウム等の反応促進剤(フラックス)を混合することにより、さらに結晶性が良好で輝度が高い本発明の蛍光体が得られることがある。
【0021】
上記方法にて得られる蛍光体をボールミルやジェットミル等を使用して粉砕したり、水等で洗浄することができ、また必要に応じ分級することもできる。得られる蛍光体の結晶性を高めるために、必要に応じて再焼成を行うこともできる。
【0022】
例えば、青色発光蛍光体(BaMgAl10O17:Eu、BaMgAl14O23:Eu等)用に混合調製した原料を焼成するときは、還元性雰囲気中で、1000℃〜1700℃の温度範囲、0.5〜50時間の範囲で1回以上焼成するのが好ましい。還元性雰囲気を得る方法として、原料が充填されたボート内に黒鉛を入れる方法、窒素と水素あるいは希ガスと水素の混合雰囲気中で焼成する方法等が挙げられる。また、これらの雰囲気に水蒸気が含まれていても良い。
【0023】
また、緑色発光蛍光体(BaAl12O19:Mn、BaMgAl14O23:Mn等)用に混合調製した原料を焼成するときは、大気雰囲気もしくは酸素雰囲気中で、1000〜1700℃の温度範囲、0.5〜40時間の範囲で1回以上焼成する条件が好ましい。
【0024】
本発明のアルミン酸塩蛍光体は、一次粒子径が0.05μm以上0.3μm以下の範囲の粒子を80質量%以上含み、好ましくは一次粒子径が0.07μm以上で0.28μm以下の粒子を80質量%以上含み、通常の方法により得られたアルミン酸塩蛍光体の一次粒子径よりも小さく、粗粒が少ない。このように、蛍光体の一次粒子径を小さくかつ粗粒を少なくすることにより、発光輝度が高くなる。さらに例えば、PDPの表示セル等の微小放電空間内に効率良く蛍光体を塗布することが可能となり、発光輝度の高いPDPなどの発光タイプの各種ディスプレイを作製することが可能となる。
【0025】
また蛍光体をPDPの前面板に塗布する場合、粒子に可視光を透過することが要求される用途に極めて適している。本発明のアルミン酸塩蛍光体は好ましくは一次粒子径が0.05μm以上で0.3μm未満の粒子が80質量%以上含まれるので、大部分の粒子が可視光の波長より小さいためと思われるが、可視光を透過することができるため、可視光を透過する用途に極めて適している。
【0026】
本発明によって得られるアルミン酸塩蛍光体は、一次粒子径が小さくかつ粗粒が少ないために、特に真空紫外線励起下で発光特性に優れ、PDPなどの各種ディスプレイに用いることができる真空紫外線励起発光素子用蛍光体として極めて有用である。また本発明におけるアルミン酸塩蛍光体は、真空紫外線励起下のみならず、紫外線、陰極線あるいはX線励起下においても優れた発光特性を示す。
すなわち、本発明は真空紫外線、紫外線、陰極線あるいはX線などの幅広いエネルギーによって励起可能で、優れた発光特性を示すアルミン酸塩蛍光体の製造方法を提供するものである。
【0027】
本発明におけるアルミン酸塩蛍光体は一次粒子同士の凝集が弱く、粉砕等の後の工程の簡略化も可能となる。
【0028】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。本実施例では、特開平7−206430号公報に開示された方法により製造され、実質的に破砕面を有さない粒子からなり、純度は99.99質量%であり、平均一次粒子径が0.2μmのα−アルミナ粉末を原料として用いた。
本実施例では、α−アルミナ粉末および蛍光体粉末の平均一次粒子径の測定は、走査型電子顕微鏡(日本電子株式会社製JSM−T220型)を用いて得られた粉末の写真を画像解析することにより行った。
【0029】
実施例1
平均一次粒子径が0.2μmのα−アルミナ7.23gと炭酸バリウム2.52g、酸化ユーロピウム0.25g、塩基性炭酸マグネシウム1.38gをボールミルにより混合し、得られた混合物をアルミナボートに仕込み、水素2体積%−アルゴン98体積%よりなる弱還元雰囲気中において1450℃で2時間焼成し、粉末を得た。得られた粉末の走査型電子顕微鏡写真を用いて一次粒子径を測定した結果、得られた粉末のすべての粒子の一次粒子径は0.3μm以下であった。得られた粉末の平均一次粒子径は0.2μmであった。X線回折の測定(微小X線回折装置:株式会社リガク製Ru−200による相同定評価)により、得られた粉末はBaMgAl10O17:Eu単一相の青色発光のアルミン酸塩蛍光体の粉末であることがわかった。
【0030】
この青色発光蛍光体に、6.7Pa(5×10-2Torr)以下の気圧の真空槽内でエキシマ146nmランプ(ウシオ電機製)を用いて紫外線を照射し、色彩輝度計(TOPCON製BM−7型)を使用して輝度を測定したところ、青色の強い発光を示し、発光輝度は28.1cd/m2であった。また、この蛍光体を254nmまたは365nmの紫外線により励起した場合も、両方の場合とも高輝度の青色発光を示した。
【0031】
比較例1
平均一次粒子径が0.7μmのα−アルミナを用いた以外は全て実施例1と同様にして、蛍光体粉末を得て、6.7Pa(5×10-2Torr)以下の真空槽内でエキシマ146nmランプ(ウシオ電機社製)を用いて紫外線を照射したところ、発光輝度は25.1cd/m2であった。
【0032】
【発明の効果】
本発明によれば、一次粒子径が小さくかつ一次粒子同士の凝集が極めて弱く発光輝度の高いアルミン酸塩蛍光体を製造することができる。このアルミン酸塩蛍光体はPDPなどの各種ディスプレイおよび希ガスランプなどの真空紫外線励起発光素子に用いられる蛍光体として工業上極めて有用なものである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing an aluminate phosphor suitably used for various light emission type displays such as a plasma display panel (hereinafter referred to as “PDP”) and vacuum ultraviolet ray excited light emitting elements such as rare gas lamps.
[0002]
[Prior art]
In recent years, development of a vacuum ultraviolet light-excited light-emitting element having a mechanism for exciting phosphors to emit light with vacuum ultraviolet light emitted by rare gas discharge has been actively performed. A typical example is the development of PDP. The PDP is a flat panel display capable of increasing the size of a screen, which is difficult to achieve with a cathode ray tube (CRT) or a color liquid crystal display, and is expected for display in public spaces and for large-screen televisions. The PDP is a display element configured by arranging a large number of minute discharge spaces (hereinafter sometimes abbreviated as “display cells”) in a matrix. A discharge electrode is provided in each display cell, and a phosphor is applied to the inner wall of each display cell. A space in each display cell is filled with a rare gas such as He—Xe, Ne—Xe, Ar, etc., and by applying a voltage to the discharge electrode, a discharge occurs in the rare gas, and vacuum ultraviolet rays are emitted. . The phosphor is excited by the vacuum ultraviolet rays and emits visible light. An image is displayed by designating the position of the display cell that emits light. By using phosphors that emit light of the three primary colors of light, blue, green, and red, full color display can be performed.
[0003]
There is a rare gas lamp as a vacuum ultraviolet light-excited light emitting element other than PDP. The rare gas lamp is a lamp that generates vacuum ultraviolet rays by discharge in a rare gas and emits light by a mechanism that converts the vacuum ultraviolet rays into visible light by a phosphor. Since rare gas lamps do not use mercury, they are attracting attention from the viewpoint of environmental issues.
[0004]
An aluminate phosphor excited by vacuum ultraviolet rays or the like emitted by discharge in a rare gas has already been proposed. As the blue light emitting phosphor, a compound containing a composite oxide represented by the composition formula x 1 M 1 O · y 1 MgO · z 1 Al 2 O 3 as a base and Eu as an activator has been proposed, Typical examples include compounds in which M 1 is Ba (BaMgAl 10 O 17 : Eu, BaMgAl 14 O 23 : Eu, etc.). As the green light emitting phosphor, a compound containing a complex oxide represented by the composition formula x 1 M 1 O · y 1 MgO · z 1 Al 2 O 3 as a base and Mn as an activator has been proposed, Typical examples include compounds in which M 1 is Ba (BaAl 12 O 19 : Mn, BaMgAl 14 O 23 : Mn, etc.).
[0005]
The aluminate phosphor is generally reduced by mixing a compound containing a metal element constituting the target aluminate phosphor at a predetermined ratio so that the target aluminate phosphor is produced. It can be obtained by firing in an atmosphere. For example, an aluminate phosphor represented by the composition formula Ba 0.9 Eu 0.1 MgAl 10 O 17 has a barium compound, a europium compound, a magnesium compound, and an aluminum compound as Ba: Eu: Mg: Al = 0.9: 0.1. It can be manufactured by mixing at a ratio of 1:10 and firing the resulting mixture in an atmosphere containing hydrogen, ie, an atmosphere having a reducing property.
[0006]
When a display cell such as a PDP is manufactured using these phosphors, high emission luminance is required. A phosphor used for a display cell such as a conventional PDP has a primary particle diameter of about 2 to 5 μm and is applied to the back plate side of the display cell, that is, the side surface and the lower surface of the display cell. Recently, in order to further increase the light emission luminance of the PDP, it has been required to apply the phosphor particles not only on the side surface and the bottom surface of the display cell in the PDP, but also on the front plate side, that is, the upper surface of the display cell. Therefore, there is a demand for phosphor particles having a particle size suitable for satisfying these requirements and having high emission luminance.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an aluminate phosphor having a particle size suitable for various types of light emission type displays such as PDP and vacuum ultraviolet light-excited light emitting elements such as rare gas lamps and having high emission luminance, and a method for producing the same. There is.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive research under these circumstances, the present inventors have obtained that the aluminate phosphor produced using α-alumina having an average primary particle size within a certain range as a raw material has high emission luminance. Suitable for phosphors used in various types of light-emitting displays such as PDP and vacuum ultraviolet-excited light-emitting devices such as rare gas lamps, and aluminate phosphors with a small average primary particle size and few coarse particles The present invention was found to be highly suitable for applications requiring good adhesion and transmission of visible light, such as when attaching a phosphor layer to the front plate of a PDP. It came to do.
[0009]
That is, the present invention provides a method for producing an aluminate phosphor (excluding an aluminate phosphor for a phosphorescent material) using an α-alumina powder having an average primary particle size of 0.05 μm or more and less than 0.3 μm as a raw material. . According to the present invention, the aluminate phosphor has a composition formula x 1 M 1 O · y 1 MgO · z 1 Al 2 O 3 (M 1 is at least one metal element selected from the group consisting of Ba, Sr and Ca) 0.5 ≦ x 1 ≦ 4.5, 0 ≦ y 1 ≦ 4, 0.5 ≦ z 1 ≦ 20) as a base, and Eu and / or Mn as an activator A method for producing the above-described aluminate phosphor is provided. Further, according to the present invention, the aluminate phosphor has a composition formula x 2 CeO 1.5 · y 2 M 2 O · z 2 Al 2 O 3 (M 2 is Mg and / or Mn, and 0.9 ≦ x 2 ≦ 1.1, 0.9 ≦ y 2 ≦ 1.1, z 2 is 5.5) and the aluminate phosphor containing Tb and / or Mn as an activator as a substrate A manufacturing method is provided. The present invention also provides an aluminate phosphor containing 80% by mass or more of particles having a primary particle size of 0.05 μm or more and 0.3 μm or less. The present invention also provides a vacuum ultraviolet light-excited light emitting device using the above phosphor. Furthermore, the present invention provides an aluminate phosphor that contains 80% by mass or more of particles having a primary particle size of 0.05 μm or more and 0.3 μm or less and transmits visible light.
The average primary particle size is a number average value of particle sizes obtained from a photograph taken with a scanning electron microscope.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is described in detail below.
The aluminate phosphor of the present invention is an aluminate phosphor excluding the phosphorescent material.
In the method for producing an aluminate phosphor of the present invention, the range of the average primary particle diameter of the raw α-alumina powder is 0.05 μm or more and less than 0.3 μm, preferably 0.07 μm or more and 0.28 μm. More preferably, it is 0.1 μm or more and 0.25 μm or less. When the average primary particle diameter of the raw α-alumina powder is less than 0.05 μm, it is difficult to synthesize the aluminate phosphor, and when it is 0.3 μm or more, the light transmittance decreases. This is not suitable for applications such as attaching a phosphor layer to the front plate.
[0011]
In order to increase the emission luminance of the aluminate phosphor, the alumina purity of the raw material α-alumina powder is preferably 99.9% by mass or more.
[0012]
The aluminate phosphor in the present invention is represented by the composition formula x 1 M 1 O · y 1 MgO · z 1 Al 2 O 3 (M 1 is at least one metal element selected from the group consisting of Ba, Sr and Ca). A phosphor containing Eu and / or Mn as an activator can be given as a substrate, and in this case, 0.5 ≦ x 1 ≦ 4.5, 0 ≦ y 1 ≦ 4, 0 It is preferable that 5 ≦ z 1 ≦ 20.
[0013]
As the aluminate phosphor in the present invention, Eu and / or Mn as an activator using a composite oxide represented by the composition formula x 11 (Ba, Sr) O · y 11 MgO · z 11 Al 2 O 3 as a substrate. In this case, 0.9 ≦ x 11 ≦ 1.7, 1.5 ≦ y 11 ≦ 2.1, and z 11 is preferably 8. The content of this case Eu is 0.01 × 11 or 0.2x 11 or less, the Mn content is preferably in the range of 0.15Y 11 below.
[0014]
As the aluminate phosphor in the present invention, a fluorescence containing Eu and / or Mn as an activator based on a complex oxide represented by the composition formula x 12 (Ba, Ca) O.z 12 Al 2 O 3 In this case, it is preferable that 1.0 ≦ x 12 ≦ 1.5 and z 12 is 6. The content of this case Eu is 0.01 × 12 or more 0.15X 12 or less, the Mn content is preferably in the range of 0.20X 12 below.
[0015]
Examples of the aluminate phosphor in the present invention include a phosphor containing a composite oxide represented by the composition formula x 13 SrO.z 13 Al 2 O 3 as a substrate and Eu and / or Mn as an activator. In this case, x 13 is preferably 3.9 ≦ x 13 ≦ 4.1 and z 13 is 7. In this case, the Eu content is preferably 0.02 × 13 or more and 0.06 × 13 or less, and the Mn content is preferably 0.1 × 13 or less.
[0016]
As the aluminate phosphor in the present invention, a complex oxide represented by the composition formula x 2 CeO 1.5 · y 2 M 2 O · z 2 Al 2 O 3 (M 2 is Mg and / or Mn) is used as a substrate, and Tb and / or Mn can be a compound containing as an activator, where 0.9 ≦ x 2 ≦ 1.1,0.9 ≦ y 2 ≦ 1.1, z 2 is a 5.5 It is preferable. The content of this Tb is 0.3x 2 or more 0.5x 2 or less, the Mn content is preferably in the range of 0.15Y 2 below.
[0017]
The compound powder of Ba, Sr, Ca, Mg, and Ce used as the raw material of the aluminate is a compound that can be decomposed into an oxide by being decomposed at high temperature, such as hydroxide, carbonate, nitrate, halide, oxalate, or the like. Oxides can be used.
[0018]
As raw materials for Eu, Mn, and Tb, which are activators, compounds that can decompose into oxides at high temperatures, such as hydroxides, carbonates, nitrates, halides, and oxalates, or oxides can be used.
[0019]
In the method of the present invention, as a method for mixing the raw materials, a method such as a ball mill, a V-type mixer, or a stirrer that is usually used industrially can be used.
[0020]
In the method of the present invention, the aluminate phosphor can be obtained by firing the mixed raw materials in the temperature range of 900 ° C. to 1600 ° C. for 0.5 to 50 hours. When using raw materials such as hydroxides, carbonates, nitrates, halides, oxalates, etc. that can decompose at high temperatures to form oxides, a temporary temperature range of 600 ° C. to 800 ° C. is necessary before the main firing. It is also possible to bake. . In firing, for example, the raw material can be filled in an alumina boat and fired at a predetermined temperature in a predetermined gas atmosphere. If necessary, the phosphor of the present invention having better crystallinity and higher luminance may be obtained by mixing a reaction accelerator (flux) such as boron oxide or aluminum fluoride with the raw material.
[0021]
The phosphor obtained by the above method can be pulverized using a ball mill, jet mill or the like, washed with water or the like, and classified as necessary. In order to increase the crystallinity of the obtained phosphor, re-baking can be performed as necessary.
[0022]
For example, when a raw material mixed and prepared for a blue light-emitting phosphor (BaMgAl 10 O 17 : Eu, BaMgAl 14 O 23 : Eu, etc.) is fired, a temperature range of 1000 ° C. to 1700 ° C. in a reducing atmosphere, 0 It is preferable to fire at least once in the range of 5 to 50 hours. Examples of a method for obtaining a reducing atmosphere include a method of placing graphite in a boat filled with raw materials, and a method of firing in a mixed atmosphere of nitrogen and hydrogen or a rare gas and hydrogen. Further, water vapor may be contained in these atmospheres.
[0023]
Moreover, when firing the raw material mixed and prepared for the green light emitting phosphor (BaAl 12 O 19 : Mn, BaMgAl 14 O 23 : Mn, etc.), a temperature range of 1000 to 1700 ° C. in an air atmosphere or an oxygen atmosphere, Conditions for firing at least once in the range of 0.5 to 40 hours are preferable.
[0024]
The aluminate phosphor of the present invention contains 80% by mass or more of particles having a primary particle size of 0.05 μm or more and 0.3 μm or less, preferably a particle having a primary particle size of 0.07 μm or more and 0.28 μm or less. Is less than the primary particle diameter of the aluminate phosphor obtained by a normal method and has few coarse particles. Thus, the emission luminance is increased by reducing the primary particle diameter of the phosphor and reducing the coarse particles. Further, for example, the phosphor can be efficiently applied in a minute discharge space such as a display cell of a PDP, and various light emission type displays such as a PDP having high emission luminance can be manufactured.
[0025]
In addition, when the phosphor is applied to the front plate of the PDP, it is extremely suitable for an application that requires the particles to transmit visible light. The aluminate phosphor of the present invention preferably contains 80% by mass or more of particles having a primary particle size of 0.05 μm or more and less than 0.3 μm, which seems to be because most of the particles are smaller than the wavelength of visible light. However, since it can transmit visible light, it is extremely suitable for applications that transmit visible light.
[0026]
Since the aluminate phosphor obtained by the present invention has a small primary particle size and few coarse particles, it has excellent emission characteristics particularly under vacuum ultraviolet excitation, and can be used for various displays such as PDP. It is extremely useful as a phosphor for a device. In addition, the aluminate phosphor in the present invention exhibits excellent light emission characteristics not only under vacuum ultraviolet light excitation but also under ultraviolet light, cathode ray or X-ray excitation.
That is, the present invention provides a method for producing an aluminate phosphor that can be excited by a wide range of energy such as vacuum ultraviolet rays, ultraviolet rays, cathode rays, or X-rays and exhibits excellent light emission characteristics.
[0027]
In the aluminate phosphor in the present invention, the aggregation of primary particles is weak, and subsequent processes such as pulverization can be simplified.
[0028]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples. In this example, the particles were produced by the method disclosed in JP-A-7-206430 and consisted of particles having substantially no crushed surface, the purity was 99.99 mass%, and the average primary particle size was 0. .2 μm α-alumina powder was used as a raw material.
In this example, the average primary particle size of the α-alumina powder and the phosphor powder is measured by image analysis of a photograph of the powder obtained using a scanning electron microscope (JSM-T220 type manufactured by JEOL Ltd.). Was done.
[0029]
Example 1
7.23 g of α-alumina having an average primary particle size of 0.2 μm, 2.52 g of barium carbonate, 0.25 g of europium oxide, and 1.38 g of basic magnesium carbonate were mixed by a ball mill, and the resulting mixture was charged into an alumina boat. Then, it was calcined at 1450 ° C. for 2 hours in a weak reducing atmosphere consisting of 2 volume% hydrogen and 98 volume% argon to obtain a powder. As a result of measuring the primary particle diameter using a scanning electron micrograph of the obtained powder, the primary particle diameter of all the particles of the obtained powder was 0.3 μm or less. The average primary particle diameter of the obtained powder was 0.2 μm. By X-ray diffraction measurement (micro X-ray diffractometer: phase identification evaluation by Ru-200 manufactured by Rigaku Corporation), the obtained powder was a BaMgAl 10 O 17 : Eu single phase blue-emitting aluminate phosphor. It was found to be a powder.
[0030]
This blue light-emitting phosphor was irradiated with ultraviolet rays using an excimer 146 nm lamp (manufactured by Ushio Electric) in a vacuum chamber of 6.7 Pa (5 × 10 −2 Torr) or less, and a color luminance meter (BM-CON manufactured by TOPCON) was used. When the luminance was measured using 7 type), strong blue light emission was shown, and the light emission luminance was 28.1 cd / m 2 . In addition, even when this phosphor was excited by ultraviolet rays of 254 nm or 365 nm, high luminance blue light emission was exhibited in both cases.
[0031]
Comparative Example 1
Except for using α-alumina having an average primary particle size of 0.7 μm, phosphor powder was obtained in the same manner as in Example 1, and was obtained in a vacuum chamber of 6.7 Pa (5 × 10 −2 Torr) or less. When irradiated with ultraviolet rays using an excimer 146 nm lamp (manufactured by USHIO INC.), The light emission luminance was 25.1 cd / m 2 .
[0032]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to produce an aluminate phosphor having a small primary particle diameter, extremely weak aggregation between primary particles, and high emission luminance. This aluminate phosphor is extremely useful industrially as a phosphor used in various displays such as PDP and vacuum ultraviolet light-excited light emitting devices such as rare gas lamps.
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